Цветовое зрение

Основы теории цветового зрения были заложены художниками эпохи Возрождения. Они хорошо знали, что можно воспроизвести любой цвет,комбинируя 3 основные краски: красную,желтую и синюю. На основании этих данных М.В. Ломоносов предположил,что в глазу имеются структуры,обеспечивающие цветное восприятие путем комбинации 3 цветов. Им впервые в 1751г. Была выдвинута идея о «3 материях дна ока». Подобная идея была высказана спустя 50 лет Т.Юнгом,который предположил,что рецепторы глаза избирательно воспринимают 3 основных цвета: красный,жёлтый и синий. Кроме того, рецепторы каждого типа в меньшей мере могут возбуждаться и другими цветами. Например, «красные» и «жёлтые» рецепторы наряду с тем,что будут давать максимальную реакцию на соответствующие основные цвета,будут реагировать и на оранжевый. Таким образом, согласно Т.Юнгу, ощущение «оранжевого цвета» возникает в результате одновременного возбуждения «красных» и «желтых» рецепторов. Трихроматические теории Ломоносова-Юнга подтвердили в 19-20 вв. многочисленные психофизические эксперименты Максвела, Гельмгольца,Рэштона.

Однако объективные доказательства о существовании в сетчатке глаза 3 типов цветных рецепторов были получены впервые в 60-х годах 20в. У.Марксом и Э. МакНиколом. Изучая спектры поглощения одиночных колбочек из сетчатки золотой рыбки, они обнаружили 3 типа колбочек, которые различались по спектральным пикам поглощения световых волн и соответствовали 3 зрительным пигментам. Подобного типа исследования,проведенные на сетчатке млекопитающих, дали сходные результаты.

В соответствии с фотохимическими аконами свет, состоящий из волн разной длины, стимулирует фотохимические реакции пропорционально поглощению световых волн каждой длины. В том случае, если фотон не поглощается, то никакого влияния на молекулу пигмента он не оказывает. Поглощённый же фотон передает часть своей энергии молекуле пигмента и вызывает цепь реакций,в результате которых клетка генерирует рецепторный потенциал. Таким образом,волны разной длины будут возбуждать фоторецепторную клетку пропорционально тому,насколько эффективно пигмент данной клетки поглощает эти волны,т.е. В соответствии с ее спектром поглощения света.

Цветовое зрение было выявлено у представителей всех классов позвоночных. Вместе с тем к настоящему времени экспериментальные данные не позволяют сделать окончательные выводы о вкладе палочек и колбочек в восприятие цвета. Как правило, цветовое зрение связано с присутствием в сетчатке колбочек,однако в ряде случаев были обнаружены и «цветные» типы палочек. Морфологические отличия между 3 видами колбочек не выяснены. Поскольку структура и свойства ретиналя остаются во всех фоторецепторах неизменными,можно считать, что цветочувствительность разных фотопигментов связана с изменениями структуры опсина. Родопсины человека имеют максимумы чувствительности в синей,зеленой и желтой частях спектра. Спектральные характеристики глаз животных и человека отличаются. Так, лошади, овцы и свиньи различают лишь красные и зеленые цвета.Цветовое ощущение,возникающее в ЦНС у человека и животных,очевидно,определяется соотношением между электрическими сигналами на выходе колбочек того или иного типа.